稀土摻雜氧化物發(fā)光材料BaCeO3-Eu3+和SnO2-Eu3+的合成與發(fā)光性能研究.pdf

1、分別采用高溫固相反應法、溶膠-凝膠法和沉淀法制備了Eu3+摻雜BaCeO3發(fā)光粉、Eu3+摻雜 SnO2發(fā)光粉和SiO2@SnO2:Eu3+核殼結(jié)構(gòu)微球發(fā)光粉。采用電子掃描顯微鏡(SEM)、X射線粉末衍射(XRD)、熒光光譜和熒光衰減等分析手段研究了發(fā)光粉的形貌、晶體結(jié)構(gòu)、光致發(fā)光性能和熒光衰減壽命。
　　對于高溫固相反應法制備的BaCeO3:xEu3+發(fā)光粉。XRD結(jié)果表明,Eu3+摻雜濃度不超過6 at.％時,形成純相的固溶體

2、BaCe1-xEuxO3。熒光光譜檢測結(jié)果表明,BaCe1-xEuxO3發(fā)光粉的激發(fā)譜隨著Eu3+摻雜濃度的改變而改變,其激發(fā)譜由較強的電荷遷移帶、基質(zhì)吸收激發(fā)帶和幾個較弱的Eu3+的f-f本征激發(fā)峰組成。BaCe1-xEuxO3的發(fā)射譜除了常見的5D0—7FJ(J=0-4)躍遷發(fā)射外,還有來自較高能級激發(fā)態(tài)5D1的躍遷5D1—7FJ(J=1,2);隨著Eu3+摻雜濃度的提高,其發(fā)光強度也逐漸增強,當摻雜濃度達到15 at.%時,出現(xiàn)濃

3、度猝滅現(xiàn)象。Eu3+的5D0-7FJ(J=1,2)能級躍遷的熒光壽命約為1 ms,且隨著Eu3+濃度的增加而逐漸減小。
　　對于SnO2:xEu3+發(fā)光粉。研究表明,在Eu3+摻雜濃度不大于5 at.%時,SnO2:xEu3+發(fā)光粉為純SnO2物相。其激發(fā)譜由較強的O2-Eu3+電荷遷移帶和SnO2基質(zhì)吸收激發(fā)帶以及Eu3+的f-f本征激發(fā)峰組成。在310 nm光波激發(fā)下,樣品的PL發(fā)射譜屬于4f-4f發(fā)射躍遷(5D0-7FJ,

4、J=0~4),其中5D0-7F1能級躍遷有三條強度很大的譜線,它表明 Eu3+進入 SnO2的晶格并取代Sn4+的格位。PL譜強度表明,Eu3+的最佳摻雜濃度為2 at.%。
　　Li+摻雜有利于形成顆粒大小均一,形貌比較規(guī)則的Sn1-xLixO2-δ:Eu3+發(fā)光粉,同時能夠改善 SnO2:Eu3+的結(jié)晶度,促進晶體顆粒長大,從而提高 SnO2:Eu3+的發(fā)光性能。但當 Li+濃度超過20 at.%時,發(fā)光變?nèi)?發(fā)生猝滅現(xiàn)象。<

5、br>　　利用尿素均相沉淀法制備出大小均勻、分散性較好的SiO2@SnO2:Eu3+核殼結(jié)構(gòu)微球發(fā)光粉,SnO2:Eu3+厚度約為110nm。SiO2@SnO2:Eu3+核-殼結(jié)構(gòu)微球發(fā)光粉具有與 SnO2:Eu3發(fā)光粉完全相同的PL光譜,而且其發(fā)光強度略有提高,說明核-殼微球結(jié)構(gòu)可以提高發(fā)光粉的發(fā)光強度。700~900℃燒結(jié)的SiO2@SnO2:Eu3+的樣品當中,800℃的樣品發(fā)光最好。SiO2@SnO2:Eu3+核-殼結(jié)構(gòu)微球和S